本實(shí)用新型屬于爆破設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠?qū)Χ趸贾铝哑鬟M(jìn)行充裝液態(tài)二氧化碳的充裝機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，隨著國(guó)家對(duì)礦山和采石工場(chǎng)的安全和環(huán)保要求越來越高，對(duì)爆炸物品監(jiān)管越來越嚴(yán)。由于二氧化碳致裂器在使用中的灌裝只需要1-3分鐘，而且從起爆至結(jié)束整個(gè)過程只需0.4秒，其漲力破碎可達(dá)2500T，可有效漲裂中，距凌空面1.2m范圍內(nèi)，巖石硬度＞普氏12度的巖層，漲裂縫隙可達(dá)50mm，而且其中的爆破筒可安全重復(fù)使用，所以其技術(shù)推廣使用提至日前議程。由于其技術(shù)專業(yè)化水平較高，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的安全、人員配置有一定的要求，故以往的使用過程中存在致裂器的元部件補(bǔ)給不及時(shí)，回收維護(hù)不到位，充裝檢測(cè)困難等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響工作效率，從而制約了二氧化碳開采技術(shù)的推廣使用、造成安全隱患。

為了保證爆裂效果，要求爆裂管中充裝的是液體二氧化碳，而且液態(tài)二氧化碳所占有的體積不小于97%。這樣的前提下。充裝二氧化碳必須是在常壓、低溫（-37℃）或常溫（25℃）、高壓25MPa以上完成。申請(qǐng)?zhí)枮?01610258004.9的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種二氧化碳致裂器集成移動(dòng)工作站及充裝、檢修方法，其所公開的充裝機(jī)構(gòu)包括依次連接的空壓機(jī)、輸氣管、氣動(dòng)增壓泵、輸液管、快速接頭，氣動(dòng)增壓泵通過進(jìn)出液管與儲(chǔ)液罐連接；由于采用空壓機(jī)提供動(dòng)力并通過氣動(dòng)增壓泵向二氧化碳致裂器內(nèi)充裝液態(tài)二氧化碳使得充裝時(shí)壓力不夠?qū)е露趸贾铝哑鲀?nèi)沒有足量的液態(tài)二氧化碳，將會(huì)大影響爆破效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種二氧化碳致裂器充裝機(jī)，通過液壓油缸提供動(dòng)力、并專門設(shè)計(jì)了泵體和柱塞，能夠向二氧化碳致裂器內(nèi)充裝足量的液態(tài)二氧化碳，保證爆破效果。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種二氧化碳致裂器充裝機(jī)，包括充裝機(jī)架、設(shè)置在充裝機(jī)架上的致裂器固定組件、液態(tài)二氧化碳充裝組件及配套的管路組件和控制箱，關(guān)鍵在于：所述液態(tài)二氧化碳充裝組件包括具有進(jìn)液口和出液口的泵體、進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y、出液?jiǎn)蜗蜷y、位于泵體內(nèi)的柱塞、活塞桿伸入泵體內(nèi)并與柱塞相連的液壓油缸，沿所述柱塞軸向設(shè)有貫穿柱塞的中空腔，所述進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y設(shè)于中空腔內(nèi)，所述出液?jiǎn)蜗蜷y固定于出液口，沿柱塞徑向設(shè)有與中空腔相通的中間進(jìn)液口。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：1、通過采用液壓驅(qū)動(dòng)的方式帶動(dòng)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳致裂器充裝液態(tài)二氧化碳，能夠?yàn)橹铝哑鞒溲b足量液態(tài)二氧化碳，保證爆破效果；2、泵體內(nèi)設(shè)有低壓儲(chǔ)液部分和高壓儲(chǔ)液部分，低壓儲(chǔ)液部分保證泵體的工作溫度并與環(huán)形氣體收集腔連通，通過泄氣閥及時(shí)排出氣化的液態(tài)二氧化碳，高壓儲(chǔ)液部分在液壓油缸的驅(qū)動(dòng)下被壓縮進(jìn)入二氧化碳致裂器；3、二氧化碳致裂器一端通過壓緊組件與充液接頭壓緊、另一端通過支撐組件實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)支撐，整個(gè)致裂器固定組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于致裂器的固定、充液和換裝。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型二氧化碳致裂器充裝機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1是右視圖；

圖3是本實(shí)用新型二氧化碳致裂器充裝機(jī)中液態(tài)二氧化碳充裝組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中泵體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型二氧化碳致裂器充裝機(jī)中致裂器固定組件的支撐組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型二氧化碳致裂器充裝機(jī)中致裂器固定組件的壓緊組件結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中：

100是充裝機(jī)架，101是安裝板，

200是致裂器固定組件，201是支撐套，202是支撐桿，203是壓簧，204是壓緊座，204-1是充液通道，205是導(dǎo)向桿，206是連接板，207是壓緊板，208是螺桿，209是充液接頭，210是手輪，211是限位板，212是球冠形限位頭，213是充裝密封圈，214是導(dǎo)向套，215是限位擋塊，216是定位塊，

300是液態(tài)二氧化碳充裝組件，301是泵體，301-1是進(jìn)液口，301-2是出液口，301-3是中間連接套，301-4是液態(tài)二氧化碳緩沖腔，301-5是柱塞限位套，301-6是柱塞容置腔，301-7是油缸連接座，301-8是活塞桿導(dǎo)向腔，301-9是環(huán)形氣體收集腔，301-10是連通孔，302是進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y，303是柱塞，303-1是中空腔，303-2是中間進(jìn)液口，304是液壓油缸，305是出液?jiǎn)蜗蜷y，306是銷軸，307是連接法蘭，308是泄氣閥，309是保溫箱，310是液壓站，311是導(dǎo)向環(huán)，

400是控制箱，401是壓力傳感器，

500是管路組件，501是中間接頭，502是充液管路，503是放氣管路，

A代表二氧化碳致裂器。

具體實(shí)施方式

參見附圖1和2，本實(shí)用新型提供了一種二氧化碳致裂器充裝機(jī)，包括充裝機(jī)架100、設(shè)置在充裝機(jī)架100上的致裂器固定組件200、液態(tài)二氧化碳充裝組件300及配套的管路組件500和控制箱400。其中液態(tài)二氧化碳充裝組件300設(shè)置在充裝機(jī)架100的底部，致裂器固定組件200和控制箱400設(shè)置在液態(tài)二氧化碳充裝組件300的上方并且控制箱400設(shè)置于致裂器固定組件200的后方。

參見附圖1、3和4，上述的液態(tài)二氧化碳充裝組件300包括具有進(jìn)液口301-1和出液口301-2的泵體301、進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y302、出液?jiǎn)蜗蜷y305、位于泵體301內(nèi)的柱塞303、活塞桿伸入泵體301內(nèi)并與柱塞303相連的液壓油缸304及配套的液壓站310，沿柱塞303軸向設(shè)有貫穿柱塞303的中空腔303-1，進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y302設(shè)于中空腔303-1內(nèi)，出液?jiǎn)蜗蜷y305設(shè)置在出液口301-2，沿柱塞303徑向設(shè)有與中空腔303-1相通的中間進(jìn)液口303-2。進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y302螺紋連接于柱塞303的中空腔303-1內(nèi)。

為合理利用空間，液壓站310設(shè)置在控制箱400的下方、泵體301的上方，通過配套的液壓管路與液壓油缸304相連。

進(jìn)液口301-1通過配套的管路與液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐相連。通過液壓油缸304帶動(dòng)柱塞303做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，引起泵體301內(nèi)工作腔的周期變化，進(jìn)而將液態(tài)二氧化碳經(jīng)出液口301-2及充液管路502進(jìn)入二氧化碳致裂器A內(nèi)。由于采用液壓驅(qū)動(dòng)使得液壓油缸304能夠提供高達(dá)30MP及以上的壓力，使液態(tài)二氧化碳能足量充入二氧化碳致裂器A內(nèi)，從而保證最終的爆破效果。

泵體301包括具有液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4的中間連接套301-3、分別固定在中間連接套301-3兩端的具有柱塞容置腔301-6的柱塞限位套301-5和具有活塞桿導(dǎo)向腔301-8的油缸連接座301-7，出液口301-2設(shè)在柱塞限位套301-5的端部并與柱塞容置腔301-6相通，進(jìn)液口301-1設(shè)在中間連接套301-3，液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4的容積大于柱塞容置腔301-6的容積，液壓油缸304的活塞桿自由端位于中空腔303-1內(nèi)并借助銷軸306與柱塞303相連，活塞桿與柱塞303的連接端位于液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4內(nèi)。柱塞容置腔301-6即工作腔，通過其容積的變化進(jìn)液排液從而充裝液態(tài)二氧化碳。

柱塞限位套301-5和油缸連接座301-7分借助配套的連接法蘭307與中間連接套301-3連接，在法蘭連接端面設(shè)有密封圈以實(shí)現(xiàn)密封連接。

為使泵體301內(nèi)氣化的液態(tài)二氧化碳及時(shí)排出，在柱塞限位套301-5上設(shè)有與柱塞容置腔301-6同軸的環(huán)形氣體收集腔301-9，環(huán)形氣體收集腔301-9借助連通孔301-10與液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4相通，在柱塞限位套301-5外設(shè)有與環(huán)形氣體收集腔301-9的頂部相通的泄氣閥308。通過泄氣閥308每隔一段時(shí)間排氣一次，以及時(shí)排出氣化的液態(tài)二氧化碳。連通孔301-10沿環(huán)形氣體收集腔301-9的周向設(shè)置至少兩個(gè)，并且至少有一個(gè)位于或者接近中間連接套301-3的內(nèi)壁，以使位于液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4上方的氣體進(jìn)入環(huán)形氣體收集腔301-9內(nèi)。其余的連通孔301-10使得位于液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4內(nèi)的液態(tài)二氧化碳進(jìn)入環(huán)形氣體收集腔301-9內(nèi)對(duì)高壓儲(chǔ)液部分保冷，防止高壓儲(chǔ)液部分的液態(tài)二氧化碳?xì)饣?/p>

在柱塞容置腔301-6的內(nèi)端部與柱塞303間、活塞桿導(dǎo)向腔301-8內(nèi)端部與活塞桿間分別設(shè)有密封組件，上述密封組件包括密封圈和壓環(huán)。在柱塞容置腔301-6的內(nèi)端部與柱塞303間還設(shè)有導(dǎo)向環(huán)311，以實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞303的穩(wěn)定導(dǎo)向。

為保證泵體301內(nèi)的溫度、防止泵體301內(nèi)的液態(tài)二氧化碳?xì)饣簯B(tài)二氧化碳充裝組件300整體設(shè)置在保溫箱309內(nèi)，在保溫箱309內(nèi)填充有保溫材料。

通過管路將液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)罐與進(jìn)液口301-1相連，液態(tài)二氧化碳進(jìn)入液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4內(nèi)形成低壓儲(chǔ)液部分，而柱塞303的自由端端面與柱塞容置腔301-6之間形成的密閉空間則形成高壓儲(chǔ)液部分。柱塞303的移動(dòng)將高壓儲(chǔ)液部分的液態(tài)二氧化碳進(jìn)入二氧化碳致裂器A內(nèi)。液態(tài)二氧化碳在流動(dòng)的過程不可避免的會(huì)遇到容積的變化并且吸收熱量，所以進(jìn)入液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4內(nèi)會(huì)部分氣化，氣化的液態(tài)二氧化碳在泄氣閥308的控制下排出，部分液態(tài)二氧化碳?xì)饣盏哪芰坑脕砝鋮s泵體301，以保證泵體301在低溫狀態(tài)下工作，這樣就保證了二氧化碳液體狀態(tài)充入致裂器內(nèi)，因?yàn)橹铝哑魇敲荛]的，充入液體的過程必須壓縮致裂器內(nèi)殘留的氣體，所以要保持在高壓下才能達(dá)到預(yù)期的充裝效果，通過采用液壓油缸304提供充裝壓力的方式保證了充裝壓力，從而保證充裝重量。

參見附圖1、2、5和6，致裂器固定組件200位于液態(tài)二氧化碳充裝組件300上方，致裂器固定組件200包括固定在充裝機(jī)架100中安裝板101上的支撐組件和壓緊組件。

支撐組件用于浮動(dòng)支撐二氧化碳致裂器A的尾部以配合壓緊組件對(duì)二氧化碳致裂器A的充裝端的壓緊。支撐組件包括固定在安裝板101下方的支撐套201、底部穿過安裝板101并限位在支撐套201內(nèi)的支撐桿202及設(shè)置在支撐桿202與支撐套201間的壓簧203。

更具體地，在安裝板101的下方固定有與支撐桿202相配合的導(dǎo)向套214，支撐套201與導(dǎo)向套214螺紋連接。支撐桿202上端加工成與二氧化碳致裂器A配合的弧形面，下端加工成直徑略小的限位部，壓簧304套裝在限位部上，支撐套201的底部設(shè)有與限位部配合的通孔。限位部的下端面固定有限位擋塊215，限位擋塊215位于支撐套201的外部。

壓緊組件用于壓緊二氧化碳致裂器A的充裝端、實(shí)現(xiàn)與充液管路的連通。壓緊組件包括固定在安裝板101上方的壓緊座204、借助導(dǎo)向桿205與壓緊座204相連的連接板206、套裝在導(dǎo)向桿205上的壓緊板207、與連接板206螺紋連接并與壓緊板207相連的螺桿208以及位于兩個(gè)導(dǎo)向桿205間并設(shè)置在壓緊座204的凹槽內(nèi)的充液接頭209，在壓緊座204內(nèi)設(shè)有與充液接頭209相通的充液通道204-1。在充液接頭209的端面處設(shè)有充裝密封圈213以實(shí)現(xiàn)二氧化碳致裂器A的充裝端與充液接頭209的密封。在壓緊座204上還固定有定位塊216以使得二氧化碳致裂器A快速定位。

螺桿208的頂部連接有手輪210，螺桿208的底部加工成球冠形并借助限位板211限位在壓緊板207的限位槽內(nèi)，或者在螺桿208的底部固定有球冠形限位頭212并借助限位板211限位在壓緊板207的限位槽內(nèi)，使得螺桿208旋轉(zhuǎn)而壓緊板207不旋轉(zhuǎn)，螺桿208與連接板206螺紋配合使得螺桿208下降進(jìn)而帶動(dòng)壓緊板207沿導(dǎo)向桿206向下移動(dòng)從而將二氧化碳致裂器A壓緊在充液接頭209上。

參見附圖1、2和6，上述的管路組件500包括固定在充液通道204-1的末端的中間接頭501、兩端分別與出液口301-2和中間接頭501相連的充液管路502、一端與中間接頭501相連、另一端與大氣相通的放氣管路503。在充液管路502、放氣管路503上還配套設(shè)置有閥門。

參見附圖1和2，控制箱400固定在充裝機(jī)架100上并位于致裂器固定組件200的后方，用于控制液態(tài)二氧化碳充裝組件300以及顯示充裝狀態(tài)，在中間接頭501上固定有壓力傳感器401，當(dāng)壓力傳感器401檢測(cè)到二氧化碳致裂器A內(nèi)壓力到達(dá)指定壓力值后液態(tài)二氧化碳充裝組件300停止工作。

本實(shí)用新型的二氧化碳致裂器充裝機(jī)具體使用時(shí)操作過程如下：

1、將二氧化碳致裂器A放置于致裂器固定組件200上，二氧化碳致裂器A的充裝端被定位塊216限位后，即可通過旋轉(zhuǎn)手輪210以使壓緊板207將二氧化碳致裂器A的充裝端壓緊在充液接頭209上，二氧化碳致裂器A的另一端隨著充裝端的壓緊被支撐組件浮動(dòng)支撐；

2、按動(dòng)控制箱400上的控制按鈕，啟動(dòng)液態(tài)二氧化碳充裝組件300：通過液壓油缸304驅(qū)動(dòng)柱塞303往復(fù)運(yùn)動(dòng)使泵體301內(nèi)的液態(tài)二氧化碳通過充液管路502和充液接頭209進(jìn)入二氧化碳致裂器A內(nèi)。液壓油缸304中的活塞桿收縮，此時(shí)液態(tài)二氧化碳從液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4內(nèi)經(jīng)中間進(jìn)液口303-2、進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y302進(jìn)入高壓儲(chǔ)液部分，此時(shí)進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y302處于打開狀態(tài)、出液?jiǎn)蜗蜷y305處于關(guān)閉狀態(tài)（即進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y302允許液態(tài)二氧化碳從液態(tài)二氧化碳緩沖腔301-4進(jìn)入高壓儲(chǔ)液部分，出液?jiǎn)蜗蜷y305不允許充液管路502中的液態(tài)二氧化碳反向進(jìn)入高壓儲(chǔ)液部分）。然后液壓油缸304的活塞桿伸出，活塞桿帶動(dòng)柱塞303壓縮高壓儲(chǔ)液部分的液態(tài)二氧化碳、當(dāng)達(dá)到一定壓力時(shí)通過充液管路502進(jìn)入二氧化碳致裂器A內(nèi)（此時(shí)進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y302處于關(guān)閉狀態(tài)、出液?jiǎn)蜗蜷y305處于打開狀態(tài)）；

3、當(dāng)壓力傳感器401檢測(cè)到二氧化碳致裂器A內(nèi)壓力值達(dá)到指定值后，反饋信號(hào)給控制箱400，并通過對(duì)應(yīng)的指示燈提示已充裝完成；

4、打開閥門通過放氣管路503將管路內(nèi)的液態(tài)二氧化碳釋放到大氣中，然后旋轉(zhuǎn)手輪210解除對(duì)二氧化碳致裂器A壓緊；

5、從充裝機(jī)架100上移走充裝好的二氧化碳致裂器A，充裝完畢。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。